Jakou sílu má váš biceps

Biceps branchii neboli dvojhlavý sval pažní je ohybačem loketního kloubu a natahovačem kloubu ramenního. Upíná se na jedné straně k lopatce a na druhé k vřetenní kosti.

Pro zjednodušení budeme předpokládat, že během cvičení s činkami se předloktí spolu se zápěstím a činkou pohybují jako tuhé těleso – vykonávají otáčivý pohyb kolem osy ležící v loketním kloubu. Předloktí funguje jako páka, kterou jedním směrem otáčí tíha činky \(\Vec{F}_C\) (plus vlastní tíha předloktí, kterou v prvním přiblížení nebudeme uvažovat) a opačným směrem právě síla vyvolaná bicepsem \(\Vec{F}_B\).

Držíte-li v ruce činku ve stálé vodorovné pozici, nastává rovnováha na páce a platí \(r_B F_B=r_C F_C\), kde jsme písmeny \(r_B\) a \(r_C\) označili tzv. ramena sily – viz obrázek 16.4.

Vzdálenost \(r_B\) úponu svalu dvojhlavého (tj. působiště \(\Vec{F}_B\)) od osy kloubu a vzdálenost \(r_C\) působiště síly činky od osy kloubu závisí na délce ruky člověka, který cvičí. Pro většinu lidí je poměr těchto délek přibližně 3 : 16 čili např. při vzdálenosti 28 cm činky od kloubu bude \(r_B = 3/16\cdot 28\ \mathrm{cm} = 5{,}3\ \mathrm{cm}\).

K určení tahové síly bicepsu tedy stačí změřit maximální sílu činky, kterou dokážete ve vodorovné poloze udržet po určitou dobu, např. 5 sekund. Experimentovat můžete s činkami jednoručkami, na které budete postupně přidávat závaží. Nebo můžete podobným způsobem zvedat vědro, do něhož budete přilévat vodu. Další možností je využít jako závaží pet lahve s vodou v nákupní tašce.

1. Jakou maximální sílu vyvine váš biceps?
2. Jak by se dala přesněji zjistit působiště sil \(\Vec{F}_B\) a \(\Vec{F}_C\), potažmo ramena sil \(r_B\) a \(r_C\)?
3. Pokuste se odhadnout celkovou hmotnost vašeho předloktí a polohu jeho těžiště. Jak se změní zjištěná velikost \(F_B\) díky tomuto přesnějšímu modelu?